?!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD XHTML 1.0 Transitional//EN" "http://www.w3.org/TR/xhtml1/DTD/xhtml1-transitional.dtd"> 普渡大学研发出最逼真的蜂鸟机器人

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                普渡大学研发出最逼真的蜂鸟机器人

                文章来源:【互联网?作者:??点击?span id="HitNum">?时间?span id="dTime">2019/5/14 15:20:32

                四旋翼无人相信大家都知道,但是困扰四旋翼无人机进一步发展的是它的体积和重量问题,在目前的设计中,传统四旋翼无人机依靠传统的空气动力学进行工作,这也导致其不能制造的无限小,因为制造的越小就不能产生足够的升力来支撑它们的重量?

                近日,普渡大学的研究人员发表了一篇论文阐述了他们近期的研究成果,其依托于仿生学的原理,模仿蜂鸟的运动研究出一种蜂鸟无人机,能够实现像机器人一样进行操纵?

                为什么要模仿蜂鸟而不是其他的鸟类呢?蜂鸟与其他鸟类飞行方式不同,它是鸟类中唯一可以向后飞行的种类,蜂鸟的身体特别小,其飞行原理与传统空气动力学不同,蜂鸟可以通过快速振动翅膀在空中进行悬停,大概每秒中可振动15?0次。因此研究人员借鉴蜂鸟飞行原理设计了新型蜂鸟机器人?

                事实上,关于蜂鸟机器人的研究早在198年就已经开始,最初由美国国防部的研究所进行开发的一种无铰链刚性旋翼概念机,最初的一代无人机能够进行垂直起降?

                而后?009年由日本科学家研发出了真正意义上的蜂鸟机器人,其可在空中进行悬停,真正的模仿蜂鸟飞行特点而实现?011年,?0年历史的飞行器制造公司、位于美国加州的航空环境公司(AeroVironment)研发了名为“纳米蜂鸟(Nano Hummingbird)”的无人机,当年被时代杂志评?0大创新发明之一?

                而此次的研究创新与之前的研究有很多不同之初,由普渡大学研发的蜂鸟无人机,是通过物理模拟和人工智能衍生的算法进行控制,机身采?D打印技术制成,而机翼(170毫米跨度)采用碳纤维框架支撑 ,并结合激光切割膜制成,具有很高的灵活性和弹性。仅使用两个执行器,每个机翼一个,并且带有传感器(磁性传感器,陀螺仪,加速度计)和MCU?

                普渡大学研发出最逼真的蜂鸟机器人

                蜂鸟最大的特点就是可以向后飞行,同时偏?80°并重新稳定,机翼节拍都需要四分之一秒。因此该机器人的控制是非常困难的,研究人员通过基于模型的非线性控制进进行名义控制,同时通过AI在模拟训练中进行强化学习,并不断优化使得系统更加稳定,此方法有效的实现了控制,并且实现了类似蜂鸟的快速回避的动作?

                除了控制之外,该团队通过在机翼拍打时监控电机电流,给机器人一种接近感和触觉感。这使得机器人能够跟随地形,沿着墙壁,穿过狭窄的走廊?

                这种蜂鸟机器人可能会被用于军用侦查、搜救等多方面,在一定程度上具有很深的研究意义,期待国内研究人员能够在这方面取的突破?


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